关键词:
北斗卫星导航系统
GSM-R系统
列车定位方法
BP神经网络
模糊控制理论
摘要:
随着高速铁路的快速发展,基于卫星导航系统的列车定位方法以其独特的优势,代表了未来列车定位技术的发展方向。列车定位方法作为列车运行控制系统的核心模块,必须顺应时代的潮流,沿着安全、高效、创新的发展路线继续前行。目前,用于列车定位的方法很多,但是随着应用环境的变化,逐渐暴露出了不同程度的缺陷。为了增强列车运行控制系统的可靠性,本文从北斗卫星导航系统有效和失效两种情况,深入研究了列车定位的不同方法。针对北斗卫星导航系统有效的情况,本文提出了基于三次B样条曲线拟合的列车定位方法。首先,处理北斗卫星采集的数据并进行坐标转换;其次,利用三次B样条曲线拟合的方法确定列车的行驶路线;再次,利用变步长复化辛普森公式计算列车的运行位置;最后,对比分析三次B样条曲线拟合列车定位方法与最小二乘曲线拟合列车定位方法。仿真结果表明,三次B样条曲线拟合列车定位方法的精确性比最小二乘拟合列车定位方法高,并且残差的波动范围更小,灵活性更强。针对北斗卫星导航系统失效的情况,本文提出了基于GSM-R的模糊神经网络列车定位方法。首先,分析了 GSM-R网络的覆盖强度和传输路径损耗,采集和计算相关的数据;其次,根据BP神经网络和模糊控制的原理,设计系统的模糊神经网络控制器;最后,通过Simulink仿真实验,比较基于GSM-R的模糊神经网络列车定位方法和BP神经网络列车定位方法的运行效果。仿真结果表明,基于GSM-R的模糊神经网络列车定位方法比BP神经网络列车定位方法精确性更高,收敛速度更快,并且东向和北向误差均在北斗卫星导航系统定位误差的允许范围内,可以满足高速列车定位精度的要求,保证了卫星导航盲区列车定位的实时性和连续性。